串口通信協(xié)議有多種，以下是一些常見的：
一、RS - 232協(xié)議
基本特性
它是一種在低速率串行通信中廣泛使用的協(xié)議。RS - 232標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的接口連接方式。例如，在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)和調(diào)制解調(diào)器（Modem）通信場景中，計(jì)算機(jī)作為DTE，Modem作為DCE。該協(xié)議定義了接口的電氣特性，如信號(hào)電平。它采用負(fù)邏輯，即邏輯“1”對應(yīng)-3V到-15V的電平，邏輯“0”對應(yīng)+3V到+15V的電平。
在機(jī)械特性方面，RS - 232通常使用DB - 9或DB - 25這兩種類型的連接器。DB - 9連接器有9個(gè)針腳，DB - 25連接器有25個(gè)針腳。不同的針腳定義了不同的信號(hào)功能，如發(fā)送數(shù)據(jù)（TXD）、接收數(shù)據(jù)（RXD）、請求發(fā)送（RTS）、允許發(fā)送（CTS）等。
通信距離和速率
RS - 232的通信距離相對較短，一般在15米左右。這是因?yàn)槠湫盘?hào)在傳輸過程中衰減較快，而且容易受到電磁干擾。其最大通信速率在20kbps左右，適用于一些對通信速率要求不高的場景，如早期的計(jì)算機(jī)串口鼠標(biāo)通信等。
應(yīng)用場景
在工業(yè)控制領(lǐng)域，一些簡單的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)使用RS - 232協(xié)議。例如，通過串口連接PLC（可編程邏輯控制器）和上位機(jī)，上位機(jī)可以通過RS - 232接口發(fā)送控制指令給PLC，PLC將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等信息通過該接口回傳給上位機(jī)。另外，在一些老式的醫(yī)療設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸也會(huì)采用這種協(xié)議，如心電圖機(jī)將采集到的心電數(shù)據(jù)通過RS - 232接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)。
二、RS - 485協(xié)議
基本特性
RS - 485是一種用于多點(diǎn)通信的串口協(xié)議。它采用差分信號(hào)傳輸方式，即使用兩根信號(hào)線來傳輸數(shù)據(jù)，這兩根線上的信號(hào)極性相反。這種差分信號(hào)傳輸方式能夠有效抵抗共模干擾，使得RS - 485具有較強(qiáng)的抗干擾能力。例如，在嘈雜的工業(yè)環(huán)境中，有大量的電磁干擾源，RS - 485的數(shù)據(jù)傳輸仍然可以保持較高的可靠性。
RS485通訊距離可達(dá)到1200米左右
RS485連接數(shù)量
在電氣特性上，RS - 485的信號(hào)電平范圍是-3V到+3V。它的通信距離相對較長，一般可以達(dá)到1200米左右，這使得它非常適合在分布式控制系統(tǒng)中使用。而且，RS - 485支持多點(diǎn)通信，一個(gè)總線上可以連接多個(gè)設(shè)備，通常最多可以連接32個(gè)設(shè)備，通過合理的地址分配等機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互。
通信方式
RS - 485采用半雙工通信方式。這意味著在同一時(shí)刻，總線上只能有一個(gè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，其他設(shè)備處于接收狀態(tài)。設(shè)備之間通過控制信號(hào)線（如DE線，數(shù)據(jù)使能線）來切換發(fā)送和接收模式。例如，在一個(gè)由多個(gè)傳感器和一個(gè)數(shù)據(jù)采集器組成的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集器可以通過控制DE線，輪流與各個(gè)傳感器通信，獲取傳感器的數(shù)據(jù)。
應(yīng)用場景
在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中，RS - 485協(xié)議被廣泛應(yīng)用。比如，一個(gè)大樓內(nèi)的照明控制系統(tǒng)，各個(gè)樓層的照明控制模塊通過RS - 485總線連接到中央控制室的控制器?？刂破骺梢园l(fā)送指令控制不同樓層的燈光開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)等操作，同時(shí)也可以接收各個(gè)照明控制模塊反饋的設(shè)備狀態(tài)信息，如燈具故障等。另外，在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，如多個(gè)機(jī)器人控制單元和中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間也會(huì)使用RS - 485協(xié)議進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制。
三、Modbus協(xié)議
基本特性
Modbus是一種基于串口通信的協(xié)議，它主要用于工業(yè)環(huán)境中的設(shè)備通信。它定義了一種主從通信模式，即在一個(gè)Modbus網(wǎng)絡(luò)中，有一個(gè)主設(shè)備（Master）和多個(gè)從設(shè)備（Slave）。主設(shè)備負(fù)責(zé)發(fā)起通信請求，從設(shè)備根據(jù)請求做出響應(yīng)。例如，一個(gè)工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控計(jì)算機(jī)作為主設(shè)備，多個(gè)傳感器和執(zhí)行器作為從設(shè)備。監(jiān)控計(jì)算機(jī)可以向傳感器發(fā)送讀取數(shù)據(jù)的請求，傳感器根據(jù)請求將采集到的數(shù)據(jù)（如溫度、壓力等）發(fā)送回監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
Modbus協(xié)議有多種傳輸模式，常見的有Modbus - RTU和Modbus - ASCII兩種。Modbus - RTU模式采用緊湊的二進(jìn)制編碼方式，數(shù)據(jù)傳輸效率較高。它使用CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，能夠有效檢測數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否出現(xiàn)錯(cuò)誤。而Modbus - ASCII模式將數(shù)據(jù)以ASCII字符的形式傳輸，雖然傳輸效率相對較低，但可讀性較好，便于調(diào)試和分析。
功能和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
Modbus協(xié)議定義了多種功能碼，用于實(shí)現(xiàn)不同的通信功能。例如，功能碼01用于讀取線圈狀態(tài)，功能碼03用于讀取保持寄存器等。數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)包括設(shè)備地址、功能碼、數(shù)據(jù)區(qū)和校驗(yàn)區(qū)等部分。設(shè)備地址用于標(biāo)識(shí)從設(shè)備，功能碼指示要執(zhí)行的操作，數(shù)據(jù)區(qū)包含具體的讀寫數(shù)據(jù)等內(nèi)容，校驗(yàn)區(qū)用于數(shù)據(jù)校驗(yàn)。這種結(jié)構(gòu)使得Modbus協(xié)議能夠靈活地實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互。
應(yīng)用場景
在能源管理系統(tǒng)中，Modbus協(xié)議發(fā)揮著重要作用。例如，一個(gè)工廠的能源監(jiān)測系統(tǒng)，通過Modbus協(xié)議連接電表、水表、氣表等計(jì)量設(shè)備。主設(shè)備（如能源管理服務(wù)器）可以定期向這些計(jì)量設(shè)備發(fā)送讀取數(shù)據(jù)的請求，獲取能源消耗數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化管理。在水處理廠的控制系統(tǒng)中，Modbus協(xié)議也用于連接各種水泵、閥門等設(shè)備和中央控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對水處理過程的自動(dòng)化控制和監(jiān)測。
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